ہالباخ صف، ہالباخ مستقل مقناطیس

ہالباچ سرنی مقناطیسی ترتیب کا ڈھانچہ ہے۔ اس ساخت کو سمجھنے سے پہلے، آئیے کچھ عام مستقل میگنےٹس کی مقناطیسی فیلڈ لائن کی تقسیم پر ایک نظر ڈالیں۔

اس تصویر سے یہ معلوم کرنا مشکل نہیں ہے کہ مقناطیس کی جگہ کا تعین اور ترتیب مقناطیسی فیلڈ لائنوں کی تقسیم کو براہ راست متاثر کرے گا، یعنی یہ مقناطیس کے گرد مقناطیسی میدان کی تقسیم کی شکل کو متاثر کرے گا۔

ہالباچ سرنی کا تصور

ہالباخ صف (ہالباخ مستقل مقناطیس) مقناطیس کی ساخت کی ایک قسم ہے۔ 1979 میں امریکی اسکالر کلاؤس ہالباخ ​​نے الیکٹران ایکسلریشن کے تجربے کے دوران مقناطیس کے اس خصوصی ڈھانچے کو دریافت کیا اور اسے بتدریج بہتر کیا، اور آخر کار نام نہاد"ہالباخ"مقناطیس یہ انجینئرنگ میں ایک اندازاً مثالی ڈھانچہ ہے۔ یہ یونٹ کی سمت میں فیلڈ کی طاقت کو بڑھانے کے لیے مقناطیسی اکائیوں کا ایک خاص انتظام استعمال کرتا ہے۔ مقصد یہ ہے کہ مضبوط ترین مقناطیسی میدان پیدا کرنے کے لیے کم سے کم مقدار میں میگنےٹ استعمال کیے جائیں۔

اس قسم کی صف مکمل طور پر نایاب زمین کے مستقل مقناطیس مواد پر مشتمل ہے۔ ایک خاص اصول کے مطابق مختلف مقناطیسی سمتوں کے ساتھ مستقل میگنےٹس کو ترتیب دینے سے، قوت کی مقناطیسی لکیروں کو مقناطیس کے ایک طرف مرتکز کیا جا سکتا ہے، اور قوت کی لکیروں کو دوسری طرف کمزور کیا جا سکتا ہے، اس طرح ایک مثالی یکطرفہ مقناطیسی میدان حاصل ہوتا ہے۔ انجینئرنگ میں اس کی بڑی اہمیت ہے۔ اپنی بہترین مقناطیسی فیلڈ ڈسٹری بیوشن خصوصیات کے ساتھ، ہائیر بیک کی صفیں صنعتی شعبوں جیسے کہ جوہری مقناطیسی گونج، مقناطیسی لیویٹیشن، اور مستقل مقناطیس خصوصی موٹرز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔

بائیں طرف ایک واحد مقناطیس ہے جس کے تمام شمالی قطب اوپر کی طرف ہیں۔ رنگ سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مقناطیسی میدان کی طاقت مقناطیس کے نیچے اور اوپر واقع ہے۔ دائیں طرف ایک ہالباخ صف ہے۔ مقناطیس کے اوپری حصے میں مقناطیسی میدان نسبتاً زیادہ ہے، جب کہ نیچے کا حصہ نسبتاً کمزور ہے۔ (اسی حجم کے تحت، ہالباچ سرنی مقناطیس کی مضبوط طرف کی سطح کی مقناطیسی فیلڈ کی شدت تقریباً√روایتی واحد مقناطیس سے 2 بار (1.4 گنا)، خاص طور پر جب مقناطیس کی موٹائی مقناطیسی سمت میں 4-16 ملی میٹر ہو)

ہالباخ صف کی سب سے عام مثال لچکدار ریفریجریٹر اسٹیکر ہو سکتی ہے۔ یہ پتلے، نرم میگنےٹ عام طور پر ریفریجریٹر پر یا کار کے پچھلے حصے پر پرنٹ کیے جاتے ہیں۔ اگرچہ ان کی مقناطیسیت NdFeB (صرف 2%-3% طاقت) کے مقابلے میں بہت کمزور ہے، لیکن یہ اس کی کم قیمت اور عملییت اسے وسیع پیمانے پر استعمال کرنے میں مدد دیتی ہے۔

ہالباچ سرنی کا فارم اور اطلاق

لکیری صف

لکیری قسم سب سے بنیادی ہالباخ صف کی ساخت ہے۔ اس سرنی مقناطیس کو شعاعی سرنی اور ٹینجینٹل سرنی کا مجموعہ سمجھا جا سکتا ہے، جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

لکیری ہالباخ صفوں فی الحال بنیادی طور پر لکیری موٹروں میں استعمال ہوتے ہیں۔ میگلیو ٹرین کا لیویٹیشن اصول یہ ہے کہ حرکت پذیر مقناطیس لیویٹیشن فورس پیدا کرنے کے لیے موصل میں محرک کرنٹ سے پیدا ہونے والے مقناطیسی میدان کے ساتھ تعامل کرتا ہے، اور ساتھ ہی اس کے ساتھ مقناطیسی مزاحمت بھی ہوتی ہے۔ لیویٹیشن سسٹم کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے بویانسی اور ڈریگ ریشو کو بہتر بنانا کلید ہے، جس کے لیے آن بورڈ میگنیٹ کا وزن ہلکا وزن، مضبوط مقناطیسی فیلڈ، یکساں مقناطیسی فیلڈ اور اعلی وشوسنییتا کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہالباخ ارے کار کے باڈی کے بیچ میں افقی طور پر نصب کیا جاتا ہے اور ٹریک کے بیچ میں وائنڈنگ کے ساتھ تعامل کرتا ہے تاکہ پروپلسیو قوت پیدا ہو، جو مقناطیسی میدان کو تھوڑی مقدار میں میگنےٹس کے ساتھ زیادہ سے زیادہ بڑھاتا ہے، اور دوسری طرف کم مقناطیسی فیلڈز ہوتے ہیں، جو مسافروں کو مضبوط مقناطیسی میدانوں کے سامنے آنے سے روک سکتا ہے۔

سرکلر صف

سرکلر ہالباچ سرنی کو سرکلر رنگ کی شکل بنانے کے لیے لکیری ہالباچ اریوں کے اختتام سے آخر تک کا مجموعہ سمجھا جا سکتا ہے۔

مستقل مقناطیس موٹر میں، ہالباخ سرنی ڈھانچہ کا استعمال کرتے ہوئے مستقل مقناطیس موٹر روایتی مستقل مقناطیس موٹر کے مقابلے میں سائنوسائیڈل تقسیم کے قریب ایک ایئر گیپ مقناطیسی میدان رکھتا ہے۔ مستقل مقناطیسی مواد کی اتنی ہی مقدار کی صورت میں، ہالباچ مستقل مقناطیس موٹر میں ہوا کے فرق کی مقناطیسی کثافت زیادہ ہوتی ہے۔ لوہے کا نقصان چھوٹا ہے۔ اس کے علاوہ، ہالباخ رنگ کی صفیں مستقل مقناطیسی بیرنگ، مقناطیسی ریفریجریشن کا سامان اور مقناطیسی گونج کے سامان میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔

ہالباخ سرنی کی تعمیر اور پیداوار کا طریقہ

طریقہ 1: صف کی ٹوپولوجی کے مطابق، مقناطیسی مقناطیسی حصوں کو ایک ساتھ جوڑنے کے لیے میگنیٹ گلو کا استعمال کریں۔ چونکہ مقناطیس کے حصوں کے درمیان باہمی پسپائی بہت مضبوط ہے، اس لیے مولڈ کو چپکنے کے دوران کلیمپنگ کے لیے استعمال کیا جانا چاہیے۔ اس طریقہ کار کی پیداواری کارکردگی کم ہے، لیکن اس پر عمل درآمد آسان ہے، اور لیبارٹری تحقیق کے مرحلے میں استعمال کے لیے زیادہ موزوں ہے۔

طریقہ 2: پہلے ایک مکمل مقناطیس تیار کرنے کے لیے مولڈ کو بھرنے یا دبانے کا طریقہ استعمال کریں، اور پھر ایک خاص فکسچر میں میگنیٹائز کریں۔ اس طریقہ کے ذریعے پروسیس شدہ صف کا ڈھانچہ نیچے دی گئی تصویر سے ملتا جلتا ہے۔ اس طریقہ کار میں اعلی پروسیسنگ کی کارکردگی اور موازنہ ہے بڑے پیمانے پر پیداوار کا احساس کرنا آسان ہے۔ تاہم، یہ ضروری ہے کہ خاص طور پر میگنیٹائزنگ فکسچر کو ڈیزائن کیا جائے اور میگنیٹائزنگ کا عمل وضع کیا جائے۔

طریقہ 3: ہالباخ قسم کے مقناطیسی میدان کی تقسیم کو محسوس کرنے کے لیے ایک خاص شکل والی وائنڈنگ سرنی کا استعمال کریں، جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

لیبارٹری میں خود ساختہ ہالباچ سرنی کا عمل اور اثر